Aerosol adalah partikel padat atau cair yang tersuspensi di udara mulai dari ukuran 10 -7 hingga 10 -3 cm. Partikel padat yang lebih besar dari 10 -3 cm diklasifikasikan sebagai debu (lihat). Aerosol dari partikel padat juga disebut asap, dan aerosol dari partikel cair juga disebut kabut. Aerosol diklasifikasikan tergantung pada sifatnya (organik, anorganik), toksisitas dan sifat partikel (bakteri) dan fitur lainnya. Banyak erosi (beracun, radioaktif, bakteri, dll.) dapat terjadi pengaruh buruk pada seseorang secara langsung (menyebabkan berbagai penyakit), dan secara tidak langsung (mengurangi transparansi, menyebabkan matinya ruang terbuka hijau).

Untuk perlindungan pribadi terhadap aerosol berbahaya, pembalut khusus digunakan, (lihat), (lihat) dan jas. Untuk membersihkan udara dari aerosol, berbagai metode dan perangkat teknis (filter, siklon, dll.) digunakan. Karena fakta bahwa aerosol berbahaya memasuki tubuh terutama melalui sistem pernapasan dan dapat menyebabkan penyakit massal, tindakan untuk (lihat) dari polusi industri dan lainnya oleh zat berbahaya sangat penting.

Aerosol banyak digunakan dalam berbagai daerah obat - terapi aerosol (lihat), inhalasi, dll. Aerosol diperoleh dengan menggunakan dispenser khusus, generator, bom aerosol, dan dam.

Aerosol (Yunani aer - udara dan satu-satunya Jerman, dari bahasa Latin solutio - pembubaran, larutan) - sistem terdispersi yang terdiri dari partikel padat atau cair kecil (10 -3 -10 -7 cm) yang tersuspensi di udara atau lainnya lingkungan gas. Mereka dibagi menjadi asap (suspensi partikel padat) dan kabut (suspensi partikel cair). Aerosol terbentuk di kondisi alam(debu, kabut), selama ledakan, penggilingan, penggilingan, reaksi kimia, sublimasi, dibuat khusus dengan bantuan generator khusus. Aerosol radioaktif secara kondisional dibagi menjadi "aktif rendah" (aktivitas partikel kurang dari 10 -13 curie), "semi-panas" (10 -13 -10 -10 curie) dan "panas" (lebih dari 10 -10 curie). Menurut metode pembentukannya, mereka dibagi menjadi alami (terbentuk selama peluruhan zat radioaktif alami), bom (selama ledakan nuklir) dan industri (sebagai akibat dari kegiatan lembaga dan perusahaan yang menggunakan zat radioaktif dan sumber radiasi pengion). Sekitar 90% aerosol di atmosfer memiliki ukuran partikel kurang dari 0,5 mikron (biasanya 0,005-0,035 mikron).

Udara di tempat kerja biasanya didominasi oleh partikel berukuran hingga 10 mikron (40-90% - kurang dari 2 mikron).

Lainnya kondisi yang sama(tingkat toksisitas, dll.) nilai higienis aerosol ditentukan terutama oleh tingkat dispersi (ukuran partikel) dan konsentrasi berat (jumlah partikel per satuan volume udara). Sifat dan laju sedimentasi aerosol ditentukan kondisi meteorologi, ukuran dan bentuk partikel, kepadatan, dll. Tingkat pengendapan partikel yang lebih besar dari 5 mikron di bawah pengaruh gravitasi (tanpa memperhitungkan turbulensi udara dan pengaruh presipitasi) kira-kira ditentukan oleh hukum Stokes. Partikel yang lebih kecil dari 5 mikron bergerak sesuai dengan hukum gerak brown dan bisa di udara lama dalam keadaan seimbang. 1 cm 3 partikel debu, yang diameternya 1 mikron, memiliki total permukaan partikel orde 6 m 2 . Luas permukaan spesifik yang sangat besar dari aerosol yang sangat tersebar ini sebagian besar menjelaskan aktivitas biologisnya yang tinggi. Satu dari properti penting aerosol - adanya muatan listrik (positif atau negatif) pada partikelnya.

Aerosol menemukan aplikasi luas dalam kedokteran (imunisasi inhalasi, terapi aerosol, desinfeksi, disinfeksi dan deratisasi, higiene dan studi toksikologi dll.), pertanian(aerosol insektisida, dll.) dan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya.

Untuk mendapatkan aerosol, penyemprot khusus, generator, bom aerosol, dan bom aerosol digunakan.

Yang paling penting adalah efek aerosol beracun pada sistem pernapasan. Sebagai aturan, aerosol dengan partikel berukuran signifikan (5-10 mikron) dipertahankan di bronkus, hanya partikel yang lebih kecil yang menembus ke dalam alveoli. Partikel yang lebih kecil dari 0,2 m hanya tertahan sedikit di dalam alveolus dan hampir seluruhnya tereliminasi selama ekshalasi. Meskipun demikian, mereka dapat menimbulkan bahaya kesehatan yang signifikan. Aerosol dalam bentuk pelat (mika, feldspar) atau serat (serat kaca atau mineral, serat tekstil) dapat menembus ke dalam alveoli, memiliki ukuran besar. Jumlah partikel aerosol yang tersisa di paru-paru tergantung pada karakteristiknya dan dapat mencapai besaran yang signifikan (lihat Pneumoconiosis). Masuknya partikel radioaktif "panas" ke paru-paru dapat menyebabkan nekrosis fokal sel. Rupanya, degenerasi ganas berikutnya dari jaringan yang berdekatan adalah mungkin.

Untuk perlindungan terhadap aerosol berbahaya, respirator khusus (lihat), masker gas (lihat) dan jas (lihat. Pakaian pelindung) digunakan. Untuk membersihkan udara dari aerosol, sejumlah: metode khusus(lihat Perlindungan sanitasi udara atmosfer). Lihat juga Debu, Limbah radioaktif.

Cair) partikel tersuspensi di udara atau media gas lainnya. Totalitas partikel ini - fase terdispersi - bergerak bersama dengan medium pendispersi gas. Partikel aerosol juga dapat dipindahkan relatif terhadap medium itu sendiri sebagai akibat dari gerak Brown, gerak terarah di bawah aksi gaya inersia, gravitasi, Medan listrik, tekanan ringan, di bawah pengaruh perbedaan suhu atau konsentrasi partikel di tempat yang berbeda dari sistem.

Ketika partikel aerosol bertabrakan, mereka menggumpal dengan pembentukan akumulasi flokulan (agregat) yang mengendap di permukaan tubuh yang kokoh atau cairan. Namun, partikel aerosol yang membawa muatan listrik dengan nama yang sama (terutama karena adsorpsi ion yang ada dalam fase gas pada partikel aerosol) saling tolak dan tidak rentan terhadap koagulasi; sistem seperti itu mampu menjaga stabilitas agregat untuk waktu yang lama. Sifat-sifat aerosol bergantung pada ukuran dan bentuk partikel, sifat kimia dan struktur, besar dan tanda muatan listrik, suhu, tekanan, kecepatan dan sifat gerakan lingkungan gas. Ukuran partikel aerosol kira-kira dalam kisaran 1 hingga 105 nm.

Aerosol dibentuk dengan dispersi (penggerindaan halus dari potongan benda padat yang relatif besar, atomisasi cair) atau dengan kondensasi uap zat dalam medium gas yang awalnya homogen (homogen).

PADA kasus terakhir sebagai akibat dari akumulasi spontan molekul (fluktuasi densitas) dalam volume uap jenuh, inti fase terdispersi baru terbentuk, yang kemudian berubah menjadi mikropartikel cair atau padat yang stabil. Dispersi mengarah pada pendidikan debu atmosfer dalam proses pelapukan batu, longsoran, letusan gunung berapi; sama halnya, polusi aerosol terbentuk selama pemrosesan mekanis bahan bangunan, pertambangan mineral padat, produksi dan pengolahan produk bubuk. dispersi menggunakan berbagai cara penyemprotan, menerima aerosol dengan fase terdispersi cair untuk berbagai keperluan industri dan domestik. Dengan kondensasi dalam kondisi alami, ketika udara atmosfer jenuh dengan uap air, awan dan kabut muncul. Dengan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna dan dalam beberapa proses kimia asap terbentuk - aerosol dengan partikel mikro padat, di atmosfer kawasan industri yang tidak ramah lingkungan - kabut asap dengan partikel aerosol heterogen yang berada dalam keadaan agregasi cair dan padat.

Aerosol tersebar luas di alam (lihat, misalnya, Aerosol atmosfer), bermain peran besar dalam berbagai proses teknologi, mempengaruhi kesehatan dan kehidupan sehari-hari seseorang. Dalam bentuk aerosol, cat dan pernis digunakan untuk membuat lapisan dekoratif dan pelindung dalam teknik mesin dan konstruksi. Dengan penyemprotan dengan bantuan nozel, bahan bakar cair dan padat diubah menjadi aerosol ketika dibakar dalam termal pembangkit listrik, mesin jet. Kaleng aerosol dengan berbagai bahan kimia rumah tangga banyak digunakan di Kehidupan sehari-hari orang. Dalam bentuk aerosol, digunakan serangga rumah tangga dan produk pengendalian hama pertanian, beberapa produk wewangian dan kebersihan, obat-obatan (terapi aerosol), desinfektan, dll. Kemampuan aerosol untuk menyebarkan dan menyerap cahaya digunakan dalam urusan militer (menyamarkan asap) dan kembang api (asap berwarna).

Aerosol berbahaya bagi kesehatan yang terjadi di pekerjaan bawah tanah selama penambangan batu bara keras dan bahan baku bijih, di toko-toko pabrik perusahaan metalurgi dan kimia, selama peledakan, pembakaran bahan bakar atau limbah organik dari produksi dan konsumsi. Mereka mencemari udara dan, bekerja pada pernapasan dan kulit manusia, dapat menyebabkan penyakit akut dan kronis (termasuk berbagai pneumokoniosis). Yang sangat berbahaya bagi kesehatan adalah aerosol radioaktif (lihat artikel Partikel panas), serta aerosol yang mengandung patogen, bahan kimia beracun. Bahaya besar adalah debu yang mudah terbakar dan meledak (misalnya, batu bara, tepung, kayu, kapas, aluminium), yang dapat terbentuk di tambang batu bara, serta di penggilingan tepung, pengerjaan kayu, tekstil, dan perusahaan lain yang memproses bahan curah dan berdebu .

Ada banyak sarana yang efektif perlindungan terhadap aerosol berbahaya: dari filter udara industri dan berbagai jenis peredam (lihat Penghapusan debu, Penghapusan kabut) hingga sarana individu pelindung (masker gas, respirator debu, dll.). Dalam memerangi aerosol yang sangat tersebar, filter Petryanov sangat efektif - lapisan bahan non-anyaman yang terbuat dari filamen polimer tipis yang menjebak partikel aerosol asal berbeda. Namun masalah utama produksi modern, dalam banyak kasus berhasil dipecahkan, tetap penciptaan dan pengembangan tersebut proses teknologi, di mana pembentukan polusi aerosol akan sepenuhnya dikecualikan.

Proses pembentukan dan penghancuran aerosol di ruang sekitarnya, termasuk luar angkasa, tidak pernah berhenti. Dalam satu tahun, sekitar 20 ton berbagai padat dan zat cair per 1 km 2 permukaan bumi. Partikel aerosol memasuki atmosfer dari permukaan tanah, badan air terbuka, dari luar angkasa. Penghancuran aerosol berbagai asal dan komposisi itu terjadi secara alami atau disebabkan secara artifisial. Proses utama yang mengarah pada peluruhan aerosol adalah sedimentasi partikel aerosol yang diperbesar di bawah aksi gaya gravitasi atau sentrifugal dan pengendapan partikel pada permukaan padat atau cair di bawah aksi gaya tarik-menarik yang bersifat molekuler atau elektrostatik, serta penguapan partikel jika terbentuk dari zat yang mudah menguap.

Aerosol dari satu jenis dapat digunakan untuk menghancurkan jenis aerosol lainnya. Misalnya, di tambang batu bara, area debu batu bara yang berbahaya dan mudah meledak disemprot dengan semprotan berair (biasanya dengan aditif surfaktan) yang diperoleh dengan menggunakan penyemprot khusus. Tetesan air menangkap partikel batubara dan, bersama-sama dengan mereka, diendapkan pada batubara yang rusak, dinding tambang dan permukaan lainnya, membersihkan lingkungan. ruang udara. Contoh lain: induksi hujan buatan dengan menyemprotkan reagen kimia ke awan atmosfer, memulai proses pembesaran mikrodroplet air.

Lit.: Green H., Lane V. Aerosol - debu, asap, kabut. L., 1969; Rudenko KG, Kaminkov AV Dedusting dan pengumpulan debu dalam pemrosesan mineral. edisi ke-3 M., 1987; Petryanov Sokolov I.V., Sutugin A.G. Aerosols. M., 1989; Shchukin E.D., Pertsov A.V., Amelina E.A. kimia koloid. M., 1992. S. 328-335; Zimon A.D. Aerosols, atau Genie, lolos dari botol. M., 1993.

Aerosol kondensasi juga mencakup aerosol yang terbentuk selama reaksi kimia dan fotokimia dalam fase gas, misalnya, dalam produksi Si dan Ti melalui hidrolisis termal dalam nyala api. Yang paling penting dari aerosol ini adalah kabut asap, yang terjadi di atmosfer sebagai akibat dari reaksi fotokimia di antara kotoran gas di bawah sinar matahari yang intens. Fitur dari produk reaksi kimia adalah kemungkinan efek katalitik partikel terkondensasi pada transformasi bahan awal. Kondensasi aerosol juga dapat terbentuk karena penguapan benda, termasuk akibat paparan radiasi laser, diikuti oleh kondensasi uap.

Aerosol dispersi dengan partikel padat (debu) terbentuk di atmosfer dalam kondisi alami, serta di tambang, menuangkan bubuk (tepung, kapur), dll. Aerosol dengan fase terdispersi cair (kadang-kadang disebut semprotan) timbul dari disintegrasi jet atau film cairan, misalnya, ketika cairan disemprotkan ke dalam mesin pembakaran internal. Penting kasus praktis pembentukan aerosol cair - penyemprotan di bawah pengaruh sumber getaran akustik yang terletak di dalamnya, penghancuran jet ketika terkena medan potensial listrik.

Seringkali ada aerosol campuran, yang terdiri dari partikel dari asal yang berbeda. Jadi, selama penghancuran eksplosif, sebagai suatu peraturan, zat tersebut tersebar dan diuapkan, diikuti oleh kondensasi uap dan pembentukan aerosol.

Karakter utama. Medium pendispersi dicirikan komposisi kimia, suhu, tekanan, derajat ionisasi, parameter medan fisik eksternal, medan kecepatan aliran, keberadaan turbulensi dan parameternya, keberadaan dan besarnya gradien suhu dan komponennya. Parameter yang paling penting fase terdispersi aerosol - pecahan volume partikel dan mereka fraksi massa, jumlah partikel per satuan volume (menghitung konsentrasi) n p, ukuran rata-rata partikel dp dan dia muatan listrik. Parameter fase terdispersi aerosol atmosfer pada suhu dan tekanan normal adalah: d p 5*10 8 -10 -2 cm, p p 1-10 8 cm -3 , 10 -18 -10 -1 , 10 -19 Di atmosfer atas dll.\u003d 10 5 -10 14 cm -3, 10 -19 -10 -33, Seiring dengan nilai rata-rata, fase terdispersi ditandai oleh distribusi partikel berdasarkan ukuran dan besarnya muatan listrik (yang terakhir bahkan untuk aerosol monodispersi). Jika zat fase terdispersi adalah radioaktif, perlu juga diketahui aktivitas spesifik partikel.

Interaksi antara fase terdispersi dan medium pendispersi ditentukan oleh proses perpindahan massa, energi, momentum, muatan listrik, dll, serta fenomena pada batas fase. Proses transfer dijelaskan dengan persamaan, tampilan akhir yang tergantung pada bilangan Knudsen Kp = , di mana adalah jalur bebas rata-rata molekul gas, dp- diameter partikel aerosol Pada Kp 1 dan, oleh karena itu, dp media dispersi dapat dianggap kontinu; dalam hal ini, seseorang berbicara tentang rezim proses transfer yang berkelanjutan Jika Kp 1, aerosol dapat dianggap sebagai campuran dua gas, molekul salah satunya - partikel aerosol - jauh lebih berat daripada media dispersi. Dalam sistem seperti itu, proses transfer dijelaskan menggunakan persamaan teori kinetik-gas (yang disebut rezim molekul bebas). Akhirnya, pada Kp 1 (diameter partikel pada tekanan atmosfir 0,01-1,0 m) proses transfer dihitung dengan metode perkiraan dinamika yang dijernihkan (mode sementara). Keakuratan persamaan yang menggambarkan proses transfer dalam rezim molekuler dan kontinum bebas pada batas kisaran ukuran partikel yang ditunjukkan, yang menentukan nilai Kp, adalah sekitar 10%. Proses transfer dalam aerosol dipengaruhi oleh pergerakan partikel relatif terhadap media di bawah pengaruh eksternal. kekuatan atau dengan inersia; itu dicirikan oleh bilangan Mach Ma= , di mana dan p-kecepatan partikel relatif terhadap medium, -kecepatan gerakan termal lingkungan. Ketika menganalisis sifat perpindahan momentum, bilangan Reynolds Re = 4Ma/Kn sering digunakan sebagai pengganti bilangan Mach.

Properti Sifat paling penting dari aerosol adalah kemampuan partikel untuk tetap berada dalam suspensi, untuk bergerak secara dominan. secara keseluruhan dan menempel satu sama lain atau ke permukaan apa pun dengan probabilitas sama dengan satu saat bertabrakan. Dalam media diam, partikel aerosol dipertahankan dalam suspensi di medan gravitasi karena miliknya sendiri. gerak termal, yang energinya untuk partikel dengan massa berapa pun sama dengan 3/2kT, di mana k- Konstanta Boltzmann, T - suhu mutlak, dan karena pertukaran energi dengan molekul medium. Distribusi tinggi partikel biasanya dicirikan oleh parameter (Tinggi Perren), di mana

Percepatan gravitasi, adalah massa partikel. Untuk partikel yang cukup kecil, ketika H p jauh melebihi ukuran liniernya, energi gerak termal cukup untuk menjaga partikel tetap dalam suspensi bahkan tanpa adanya media dispersi. Jika ukuran partikel sebanding dengan HP atau lebih dari itu, maka untuk menjaga partikel dalam suspensi, perlu energi tambahan diperoleh dari tumbukan dengan molekul medium. Rasio antara kedua jenis energi ini dicirikan oleh bilangan Schmidt, di mana konsentrasi molekul gas, adalah panjang jalur bebasnya. Untuk Sc 10 5, hanya pertukaran energi antara partikel dan medium yang penting. Pada 10 7 D pT dan medium D T . Nilai tersebut disebut derajat aliran, - tingkat entrainment partikel. Kemampuan partikel aerosol untuk tetap berada dalam suspensi tanpa menimbulkan efek yang mengganggu pada media dispersi membedakan aerosol dari unggun terfluidisasi (mendidih), yang juga merupakan sistem dua fase dengan media dispersi gas.

Partikel aerosol dapat bergerak relatif terhadap medium, terutama di bawah pengaruh medan eksternal, seperti medan gravitasi di mana partikel mengendap, serta gaya inersia (jika medium bergerak dengan kecepatan yang dipercepat), gradien suhu dan konsentrasi. Kecepatan partikel ditentukan oleh ext. gaya dan gaya resistensi medium terhadap pergerakan partikel. Dalam kebanyakan kasus, gaya-gaya ini saling menyeimbangkan, dan partikel-partikel bergerak dengan kecepatan tetap; hanya di lingkungan dengan turbulensi yang kuat dan dalam bidang akustik gerakan dipercepat. rasio kecepatan v gerak diam suatu partikel terhadap gaya yang bekerja padanya disebut mobilitas partikel PADA. Dalam mode berkelanjutan , dimana adalah viskositas medium (rumus Stokes). Rumus ini memungkinkan Anda untuk menghitung dengan dengan akurasi hingga 10% untuk Kp\u003e 0,1 dan Re A 1 Kp), di mana A 1 adalah konstanta empiris. Dalam mode molekul bebas pada Kp > 10 B = (Ai + Q/3) (rumus Epstein), di mana Q adalah konstanta empiris lainnya. Sementara untuk menghitung PADA sejumlah rumus empiris telah diajukan, di mana rumus Millikan adalah yang paling umum: , dimana b - konstanta empiris. Untuk tetes kabut minyak, misalnya, dalam rumus Epstein ( A1 + Q) = 1,154, dalam rumus Millikan A 1 = 1,246, Q = 0,42, b = 0,87. Berarti PADA menentukan koefisien difusi termal partikel D = kTB, ditelepon kadang-kadang dengan koefisien difusi Brown.

Jika ada gradien suhu dalam media dispersi atau partikel aerosol bergerak bahkan tanpa adanya eksternal. kekuatan; fenomena yang sesuai disebut termo- dan difusioforesis. Dalam mode molekul bebas, termoforesis mirip dengan difusi termal; dalam mode kontinum, ini disebabkan oleh gaya tangensial yang bekerja pada partikel karena terjadinya aliran gas (slip termal) di dekat permukaan partikel yang dipanaskan secara tidak homogen. kasus spesial thermophoresis - photophoresis: pergerakan partikel di bawah aksi iradiasi cahaya. Efek ini disebabkan oleh pemanasan partikel dan medium yang tidak merata, terutama karena kemampuannya yang berbeda untuk memantulkan dan menyerap cahaya. Difusi phoresis karena gradien pada tekanan total konstan terjadi, misalnya, dekat permukaan atau kondensasi.

Partikel aerosol yang lebih kecil dari 1 m selalu menempel pada permukaan padat ketika mereka bertabrakan. Tumbukan partikel satu sama lain selama gerakan Brown menyebabkan koagulasi aerosol. Untuk aerosol monodispersi dengan partikel bulat, laju koagulasi dn / dt \u003d - Kp 2, di mana n adalah jumlah partikel per satuan volume, Ke-t. ditelepon koefisien koagulasi Brown. Dalam mode berkelanjutan Ke dihitung menurut rumus Smoluchovsky, dalam berat molekul bebas - menurut rumus , di mana dan R - kecepatan rata-rata gerak termal partikel aerosol, adalah koefisien yang memperhitungkan pengaruh gaya antarmolekul dan untuk berbagai zat memiliki nilai dari 1,5 hingga 4. Untuk mode transisi, rumus yang tepat untuk menghitung Ke tidak ada. Selain gerakan Brown, koagulasi aerosol mungkin memiliki penyebab lain. Yang disebut koagulasi gradien disebabkan oleh perbedaan kecepatan partikel dalam aliran geser; kinematik - kecepatan yang berbeda gerak partikel relatif terhadap medium (misalnya, dalam medan gravitasi); bergolak dan akustik - oleh fakta bahwa partikel ukuran yang berbeda datang bersama dan bertabrakan, berada di derajat yang bervariasi terbawa oleh denyutan atau getaran suara lingkungan (dua alasan terakhir signifikan untuk partikel inersia dengan ukuran minimal 10 -6 m). Laju koagulasi dipengaruhi oleh adanya muatan listrik pada partikel dan medan listrik eksternal.

Partikel aerosol mampu memperoleh muatan listrik jika dibentuk oleh kondensasi pada ion. Partikel yang tidak bermuatan dapat menangkap ion gas yang bergerak ke arah partikel di medan eksternal atau menyebar dalam medium. Partikel terdispersi juga dapat memperoleh muatan dalam proses pembentukan - ketika cairan disemprotkan (efek balloelectric) atau bubuk disemprotkan (efek triboelectric), ketika diterangi (efek fotolistrik), peluruhan radioaktif dll. Dalam aerosol yang dihasilkan oleh suhu tinggi, misalnya, selama penguapan dan kondensasi uap berikutnya, muatan pada partikel juga muncul sebagai akibat dari emisi termionik atau termionik.

Aerosol telah menyatakan hamburan cahaya, keteraturannya ditentukan oleh kisaran nilai parameter , di mana panjang gelombang radiasi. Pada > 1, penampang hamburan cahaya meningkat dengan menurunnya ukuran partikel. Dengan penurunan, penampang menjadi proporsional. Oleh karena itu, partikel yang sangat tersebar menyebar terlihat, dan terlebih lagi, radiasi IR lemah. Untuk ukuran partikel yang tetap, penampang hamburan cahaya berkurang secara proporsional.Ketika cahaya dihamburkan oleh partikel aerosol, keadaan polarisasi radiasi berubah. Pengukuran hamburan cahaya dan keadaan polarisasi cahaya hamburan digunakan untuk menentukan ukuran partikel dan distribusi ukuran. Lihat juga

Pada kata "aerosol" biasanya kita membayangkan sebuah kaleng semprot yang darinya disemprotkan sesuatu yang berguna - baik obat untuk kecoa dan lalat, atau obat untuk tenggorokan. Ide ini, pada prinsipnya, benar, tetapi hanya sebagian.

Untuk memulainya, mari kita cari tahu arti apa yang dimasukkan ke dalam kata "aerosol" secara umum. Dari sudut pandang fisika, aerosol adalah sejenis sistem bubar. Apa itu sistem terdispersi? Kombinasi ini tubuh fisik(di kasus ini mereka disebut fase), yang berada dalam keadaan agregasi yang berbeda (padat, cair atau gas) atau bahkan dalam satu (kecuali untuk kasus-kasus ketika kedua benda berbentuk gas - dalam hal ini, sistem terdispersi tidak akan berfungsi), tetapi mereka melakukannya tidak bercampur satu sama lain dan tidak masuk ke dalam reaksi kimia, dan salah satunya (disebut fase dispersif) merata di kedua (media pendispersi). keadaan agregasi masing-masing dari dua komponen ini hanya menentukan jenis aerosol.

Jadi, jika media terdispersi adalah gas, dan fase terdispersi adalah cair atau padat yang terdistribusi di dalamnya, ini adalah aerosol. Tepatnya, itu akan menjadi salah satu dari dua jenis aerosol, dan kami menemukan kedua jenis itu hampir setiap hari. Jadi, awan yang mengambang di atas bumi, atau kabut yang menutupi lembah pada dini hari, juga merupakan aerosol. Dalam hal ini, tetesan terkecil cairan tersuspensi dalam media dispersi gas. Hal serupa dapat diamati di dekat air mancur atau air terjun.

Asap juga merupakan aerosol, dalam hal ini, fase terdispersi yang tersuspensi di udara diwakili oleh partikel padat terkecil dari bahan bakar yang tidak terbakar. Dan bahkan debu di udara juga merupakan aerosol! Aerosol semacam itu disebut dispersi kasar. Serbuk sari yang melayang di udara selama berbunga, menghantui mereka yang menderita alergi, juga merupakan aerosol.

Tapi ini bukan yang paling mengejutkan. Aerosol adalah ... hidup! Ini bisa dikatakan jika tersebar di udara partikel padat adalah mikroorganisme seperti bakteri. Untuk pertama kalinya, fenomena serupa ditemukan oleh ilmuwan Prancis Louis Pasteur - menjelaskan bagaimana caranya penyakit menular dapat ditularkan melalui tetesan udara. "Aerosol hidup" semacam itu disebut aeroplankton, dan bakteri ini ditemukan tidak hanya di dekat permukaan bumi, tetapi juga pada ketinggian yang wajar - 70 km di atas permukaan bumi! Jadi, kami kurang lebih telah menemukan aerosol di alam, tetapi jenis aerosol apa yang dibuat seseorang untuk keuntungannya sendiri?

Pertama-tama, aerosol digunakan dalam pengobatan. Bahkan di zaman kuno, kamar tempat orang sakit dirawat difumigasi dengan asap yang dihasilkan selama pembakaran tanaman obat. Itu membawa manfaat tertentu, tetapi di zaman kita ada lebih banyak lagi cara yang efektif seperti inhalasi. Larutan obat dipanaskan atau mengalami beberapa efek lain (misalnya, ultrasound), akibatnya berubah menjadi aerosol, yang dihirup pasien. Obat itu menembus jauh ke dalam saluran udara- ini sangat diperlukan, misalnya, dalam pengobatan bronkitis. Cara lain untuk mengubah obat menjadi aerosol adalah dengan atomisasi cairan menggunakan alat penyemprot, perangkat yang beroperasi karena perbedaan tekanan. Aerosol dapat digunakan untuk mengobati tempat sakit yang "ditargetkan" - misalnya, antibiotik dalam bentuk aerosol yang disemprotkan ke tenggorokan, bahkan untuk wanita hamil. Pada saat yang sama, itu tidak menyakitkan seperti melumasi tenggorokan dengan obat-obatan.

Dalam bentuk aerosol, tidak hanya obat-obatan yang digunakan, tetapi juga deodoran, racun serangga, cat, dan bahkan senjata (kartrid gas) yang telah disebutkan. Dan jenis aerosol lainnya, sayangnya, diciptakan oleh manusia, adalah kabut asap.

KEMENTERIAN KESEHATAN FEDERASI RUSIA

OTORISASI FARMASI UMUM

Aerosol dan semprotan OFS.1.4.1.0002.15

Alih-alih Seni. GF XI "Aerosol"

Aerosol - bentuk sediaan, yang merupakan larutan, emulsi atau suspensi bahan aktif propelan bertekanan dalam kemasan tertutup (kaleng aerosol) yang dilengkapi dengan sistem katup-semprotan yang melepaskan produk obat dalam bentuk dispersi partikel padat atau cair dalam gas, yang ukurannya sesuai dengan rute pemberian.

Semprotan adalah aerosol bebas propelan yang isinya dilepaskan oleh tekanan udara yang dihasilkan oleh alat penyemprot tipe pompa mekanis atau dengan mengompresi paket polimer. Dibandingkan dengan aerosol, semprotan adalah sistem yang lebih kasar.

Aerosol adalah dua fase (gas dan cair) atau tiga fase (gas, cair dan) padat atau cairan) sistem. Aerosol dua fase terdiri dari larutan zat aktif dalam propelan cair dengan penambahan pelarut untuk memastikan kelarutan zat aktif. Aerosol tiga fase terdiri dari suspensi atau emulsi bahan aktif dan propelan.

Aerosol tiga fase termasuk aerosol busa, yang merupakan emulsi yang mengandung bahan aktif, surfaktan, pelarut berair atau tidak berair dan propelan. Jika propelan adalah bagian dari fase terdispersi (emulsi minyak dalam air), busa yang stabil terbentuk ketika isinya dilepaskan.

Semprotan adalah sistem fase tunggal (cair) atau dua fase (cair dan padat atau cair).

FITUR TEKNOLOGI

Eksipien sebagai bagian dari aerosol dan semprotan (pelarut, propelan, surfaktan, pembentuk film, zat penyedap, pengawet antimikroba, antioksidan, dll.) harus disetujui untuk penggunaan medis, memberikan karakteristik teknologi optimal dari bentuk sediaan, kompatibel dengan komponen lain dari sediaan. bentuk sediaan dan bahan kemasan. Eksipien dalam komposisi aerosol untuk inhalasi seharusnya tidak mempengaruhi fungsi selaput lendir saluran pernapasan.

Pelarut: air, etil alkohol, minyak lemak nabati dan hewani, minyak mineral, gliserin, etil asetat, etil klorida, propilen glikol, dimeksida (dimetil sulfoksida), polietilen oksida dengan berbagai berat molekul, senyawa polisiloksan, etil selulosa, dll.

Surfaktan: polisorbat (tweens), busa, pentol, sediaan OS-20, lilin emulsi, pengemulsi No. 1, pengemulsi T-2, alkohol primer lemak sintetik, garam trietanolamin dengan kadar lebih tinggi asam lemak, asam oleat, dll.

Pembentuk film: turunan dari selulosa, asam akrilik, dll.

Corrigent: Gula, asam lemon, sorbitol, minyak esensial, timol, mentol, dll.

Pengawet antimikroba: metil parahidroksibenzoat, natrium propil parahidroksibenzoat, etil parahidroksibenzoat, asam sorbat dan benzoat, natrium benzoat, etonium, catamine AB, dll.

Antioksidan: butylated hydroxytoluene, butylated hydroxyanisole, vitamin E, asam askorbat, dll.

Propelan (digunakan dalam aerosol): gas cair, seperti hidrokarbon parafin dengan berat molekul rendah seperti propana dan butana, gas terkompresi seperti nitrogen, nitrous oxide, karbon dioksida, dan hidrokarbon terhalogenasi (freon atau freon). Campuran propelan dapat digunakan untuk menciptakan karakteristik fisiko-kimiawi aerosol yang optimal.

Aerosol dan semprotan ditempatkan dalam kemasan, yang harus terbuat dari bahan yang inert terhadap isi kemasan: logam, kaca, plastik, atau kombinasinya. Wadah kaca aerosol harus dilindungi dengan lapisan plastik. Kaleng aerosol harus tahan terhadap tekanan internal minimal 1 MPa pada 20 .

Tergantung pada jenis dan tujuan paket, itu harus dilengkapi dengan alat semprot. tindakan terus menerus(aerosol dan semprotan tidak terukur) atau perangkat semprotan takaran (aerosol dan semprotan terukur). Bahan yang digunakan dalam pembuatan alat semprot (plastik, karet, logam) harus inert terhadap isi kemasan.

Perangkat semprot harus mengatur pelepasan isi paket selama penggunaan: kecepatan dan kelengkapan pelepasan, ukuran partikel dispersi, keseragaman dosis. Perangkat pengeluaran katup untuk aerosol harus memastikan kekencangan kemasan saat tidak digunakan.

UJI

Tergantung pada bentuk sediaan, kontrol kualitas aerosol dan semprotan meliputi penilaian tekanan dalam kemasan, kekencangan kemasan, pemeriksaan katup, penentuan persentase keluaran isi kemasan, berat medium dosis, jumlah dosis per kemasan, keseragaman dosis, keseragaman massa. Untuk aerosol non-inhalasi dan semprotan yang mengandung suspensi zat aktif, ukuran partikel ditentukan, untuk aerosol inhalasi - fraksi terhirup.

Untuk aerosol dan semprotan, yang merupakan emulsi dan suspensi, pemisahan selama penyimpanan diperbolehkan, tetapi harus mudah diemulsi ulang dan disuspensikan kembali dengan pengocokan untuk memastikan distribusi seragam bahan aktif dalam suatu produk obat.

Aerosol dimaksudkan untuk inhalasi harus mematuhi.

Tekanan pengepakan

Pengukuran tekanan dilakukan hanya untuk aerosol di mana gas terkompresi adalah propelan.

Paket disimpan di suhu kamar selama 1 jam dan manometer (kelas akurasi 2.5) mengukur tekanan di dalam paket, yang harus memenuhi persyaratan artikel farmakope atau dokumentasi peraturan, tetapi tidak boleh melebihi 0,8 MPa (8 kgf / cm 2).

Pengepakan sesak(untuk aerosol)

Metode 1. Kaleng aerosol tanpa tutup dan alat penyemprot atau nosel direndam seluruhnya dalam penangas air pada suhu (45 ± 5) ° C selama tidak kurang dari 15 menit dan tidak lebih dari 30 menit untuk wadah kaca dan tidak kurang dari 10 menit dan tidak lebih dari 20 menit untuk logam. Lapisan air di atas batang katup harus setebal 1 cm, tidak ada gelembung gas yang terlihat.

Metode 2. Pilih 12 paket aerosol yang sebelumnya tidak digunakan. Setiap paket tanpa tutup dan alat penyemprot atau nosel ditimbang hingga 0,001 g terdekat ( m 0) dan dibiarkan tegak pada suhu kamar selama minimal 3 hari. Kaleng aerosol kemudian ditimbang kembali hingga 0,001 g terdekat ( m 1).

Catat durasi tes dalam jam ( T).

Paket aerosol dilepaskan dari isinya sesuai dengan metode yang ditentukan dalam monografi atau dokumentasi peraturan. Timbang kemasan kosong hingga 0,001 g terdekat ( m 2), hitung rata-rata berat isi hingga 0,001 g terdekat ( m 3) menurut rumus:

n– jumlah kaleng aerosol yang diuji.

Hitung laju kebocoran isi kemasan dalam gram per tahun ( Vm) menurut rumus:

Hitung laju kebocoran isi bungkusan per tahun sebagai persentase massa rata-rata ( V%) menurut rumus:

Kecuali dinyatakan lain dalam monografi atau dokumentasi normatif, tingkat kebocoran tahunan rata-rata untuk 12 paket tidak boleh melebihi 3,5% dari berat rata-rata isi paket dan tidak satu pun dari mereka tidak boleh melebihi 5,0%. Jika untuk setidaknya satu paket tingkat kebocoran melebihi 5,0% per tahun, tetapi untuk tidak ada paket yang melebihi 7,0%, pengujian kebocoran dilakukan pada 24 paket tambahan. Tidak lebih dari 2 dari 36 paket dapat memiliki tingkat kebocoran lebih besar dari 5,0% dan tidak satupun dari mereka yang memiliki tingkat kebocoran lebih besar dari 7,0% per tahun.

Jika massa isi suatu kemasan kurang dari 15 g, maka rata-rata tingkat kebocoran untuk 12 kemasan tidak boleh melebihi 525 mg/tahun dan tidak satupun yang melebihi 750 mg/tahun. Jika untuk setidaknya satu paket tingkat kebocoran melebihi 750 mg/tahun (tetapi tidak lebih dari 1,1 g/tahun), maka pengujian kebocoran dilakukan pada 24 paket tambahan. Tidak lebih dari 2 paket dari 36 mungkin memiliki tingkat kebocoran lebih besar dari 750 mg/tahun dan tidak ada tingkat kebocoran harus melebihi 1,1 g/tahun untuk setiap paket dari 36.

Outlet isi paket

Pengujian dilakukan untuk aerosol dan semprotan yang tidak diukur. Paket ditimbang bersama dengan penyemprot atau nosel dengan akurasi 0,01 g ( m 4). Dengan menekan penyemprot atau nosel, keluarkan semua isi dari kemasan dan timbang kembali kemasan bersama dengan alat penyemprot atau nosel dengan ketelitian 0,01 g ( m 5).

Persentase hasil konten ( X) dihitung dengan rumus:

di mana m 6 - massa isi yang ditunjukkan pada label, g (atau diperoleh dengan mengalikan volume nominal dengan kepadatan obat).

Kecuali ditentukan lain dalam monografi atau dokumentasi normatif, persentase pelepasan isi paket harus setidaknya 90%, dan hasilnya adalah rata-rata aritmatika yang diperoleh saat menentukan persentase pelepasan isi dari 3 paket.

Keseragaman Massa Dosis

Pengujian dilakukan untuk aerosol dosis terukur dan semprotan yang mengandung larutan. Pengujian aerosol inhalasi dilakukan sesuai dengan (Uji "Keseragaman Dosis yang Disampaikan").

Satu dosis dilepaskan dan dibuang. Setelah setidaknya 5 detik, kocok paket selama 5 detik, lepaskan lagi dan buang satu dosis. Ulangi prosedur yang ditunjukkan 3 kali lagi, kecuali dinyatakan lain dalam monografi atau dokumentasi normatif. Timbang paketnya. Kocok kemasan selama 5 detik, lepaskan dan buang satu dosis, timbang kembali kemasan. Massa dosis yang dilepaskan dihitung dari selisihnya.

Tes diulang untuk 9 dosis lebih yang ditentukan dalam monografi atau dokumentasi normatif. Hitung dosis massa rata-rata dan deviasi nilai individu dari berat rata-rata dosis.

Produk obat dianggap lulus uji jika tidak lebih dari 1 dari 10 massa individu menyimpang dari massa rata-rata lebih dari 25%, tetapi tidak lebih dari 35%. Jika 2 atau 3 hasil berada di luar kisaran 75-125%, tes diulangi dengan 20 dosis lainnya. Tidak lebih dari 3 dari 30 nilai dapat berada di luar kisaran 75 - 125%, dan semua nilai harus antara 65 dan 135%.

Jumlah dosis per bungkus

Pengujian dilakukan untuk aerosol dan semprotan dosis terukur.

Metode 1 Lepaskan isi satu paket, lepaskan dosis dengan interval minimal 5 detik. Jumlah dosis yang dilepaskan dicatat.

Diperbolehkan untuk melakukan tes secara bersamaan dengan penentuan keseragaman dosis.

Metode 2 Paket ditimbang bersama dengan penyemprot atau nosel dengan akurasi 0,01 g ( m 2). Dengan menekan sprayer atau nozzle, semua isi dikeluarkan dari paket dan paket ditimbang kembali bersama dengan sprayer atau nozzle dengan ketelitian 0,01 g ( m 5).

Jumlah rata-rata dosis ( n cf) dalam satu paket dihitung dengan rumus:

di mana m cf adalah berat rata-rata satu dosis, g.

Jumlah dosis yang diperoleh sebagai hasil pengujian tidak boleh kurang dari yang tertera pada label.

Ukuran partikel

Pengujian dilakukan untuk aerosol dan semprotan non-inhalasi yang mengandung suspensi zat aktif. Metode penentuan dan persyaratan ukuran partikel hendaklah dirinci dalam monografi atau dokumentasi normatif.

Fraksi terhirup

Pengujian dilakukan untuk aerosol inhalasi sesuai dengan .

Dosis seragam

Pengujian dilakukan untuk aerosol dosis terukur dan semprotan yang mengandung emulsi atau suspensi. Pengujian aerosol inhalasi dilakukan sesuai dengan.

Pengendalian indikator ini harus dilakukan tidak hanya untuk dosis yang dikeluarkan dari satu kemasan, tetapi juga untuk dosis yang diterima dari kemasan yang berbeda. Prosedur pemilihan dosis harus mencakup pemilihan dosis di awal, di tengah dan di akhir penggunaan obat.

Pengujian dilakukan dengan menggunakan aparatus atau aparatus yang mampu secara kuantitatif mempertahankan dosis yang dilepaskan dari perangkat nebulisasi. Kocok paket selama 5 detik, lepaskan dan buang satu dosis. Setelah setidaknya 5 detik, kocok paket lagi selama 5 detik, lepaskan dan buang satu dosis. Ulangi prosedur yang ditunjukkan 3 kali lagi, kecuali dinyatakan lain dalam monografi atau dokumentasi normatif. Setelah 5 detik, satu dosis dilepaskan ke penerima peralatan. Isi penerima dikumpulkan dengan pencucian berturut-turut dan kandungan zat aktif dalam pencucian gabungan ditentukan.

Tes diulang untuk 9 dosis lebih yang ditentukan dalam monografi atau dokumentasi normatif.

Obat lulus tes jika 9 dari 10 hasil antara 75% dan 125% dari rata-rata, dan semua hasil antara 65% dan 135%. Jika 2 atau 3 hasil berada di luar kisaran 75-125%, tes diulangi dengan 20 dosis lainnya. Tidak lebih dari 3 dari 30 nilai dapat berada di luar kisaran 75 - 125%, dan semua nilai harus antara 65 dan 135%.

Untuk aerosol dan semprotan yang mengandung beberapa zat aktif, uji dosis yang seragam harus dilakukan untuk setiap zat.

KEMASAN

Sesuai dengan persyaratan.

menandai

Sesuai dengan persyaratan. Pelabelan aerosol harus menyertakan label peringatan: “Jauhkan dari sistem pemanas dan langsung sinar matahari”, “Jangan dibuka”, “Lindungi dari jatuh dan gundukan” dan lain-lain jika perlu.

PENYIMPANAN

Sesuai dengan persyaratan. Dikemas untuk memastikan stabilitas melalui tanggal kedaluwarsa yang disebutkan produk obat, di tempat yang terlindung dari cahaya pada suhu 8 hingga 15 ° C, kecuali dinyatakan lain dalam monografi atau dokumentasi peraturan.